Екологічний союз. Бактерії та рослини об'єдналися для протистояння високим температурам

Зміна клімату, зростання населення планети та постійна потреба у виробництві продуктів харчування — найважливіші проблеми, якими опікуються сьогодні вчені. Використовуючи новий підхід, дослідники виявили природний спосіб прискорити ріст рослин і, своєю чергою, зменшити залежність від добрив — завдяки світу бактерій, пише Nature World News.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!

Дослідницька співпраця між університетами Ворвіка і Юстуса Лібіга в Німеччині нещодавно пролила світло на потенційні інновації в галузі сільського господарства. У новому дослідженні вони представили стратегію, що дає змогу збільшити поглинання поживних речовин рослинами, що призводить до поліпшення росту, і одночасно знижує потребу в екологічно шкідливих добривах.

Проблема добрив не нова — розчиняючись у ґрунті або потрапляючи в струмки, вони виділяють закис азоту, потужний парниковий газ. Якщо ми зможемо знизити нашу залежність від них, це буде великою перемогою для нашої планети і нашого майбутнього без катастрофічних змін клімату.

На допомогу в цьому вченим прийшли бактерії. Зокрема, бактерії під назвою ризобії, які утворюють дружні стосунки з бобовими рослинами, такими як горох і квасоля. Ці бактерії беруть азот із повітря і перетворюють його на поживні речовини для рослин — процес, відомий як "фіксація" азоту. Це симбіотичне партнерство не тільки допомагає рослинам отримувати необхідні поживні речовини, а й надає їм стійкості до різких змін у навколишньому середовищі.

Бобові рослини цікаві тим, що вони можуть утворювати союзи з різними видами ризобій. Однак успіх такого партнерства може залежати від типу ґрунту та здатності бактерій фіксувати азот.

Дослідницька група за підтримки Ради з біотехнології та біологічних наук (РББН) вивчала вплив цих симбіотичних стосунків на ріст рослин, живлення та взаємодію з іншими ґрунтовими мікробами. Кінцева мета дослідів полягала у відкритті потенційних "біодобрив", які можуть поліпшити здоров'я рослин і ґрунту.

Під час експерименту вивчався вид бобових рослин, які взаємодіють з різними азотфіксувальними бактеріями в різних типах ґрунтів. Команда також проаналізувала, як різні штами бактерій впливають на молекулярні реакції рослини та вміст мінералів. Отримані дані дали дослідникам більш чітке розуміння впливу "симбіотичної ефективності" — показника ефективності подібних бактеріальних союзів.

За словами професора Патріка Шефера, який брав участь у дослідженні, симбіоз із різноманітними мікробами на поверхні коріння відіграє вирішальну роль у рості рослин. Дослідження підтвердило, що на ефективність корисних ризобій впливає стан поживних речовин у ґрунті.

Інший ключовий висновок дослідження, яким поділилася співавторка роботи докторка Беатріс Лагунас з Уорікського університету, полягає в тому, що симбіоз із різними видами бактерій може змінити весь мікробіом кореня. Простіше кажучи, бактеріальне співтовариство, що живе в корінні рослин і навколо нього, може змінюватися залежно від виду бактерій, які там присутні.

Дослідники виявили деякі штами мікроорганізмів, які потенційно можуть слугувати ефективними та екологічно чистими біодобривами. За словами професорки Міріам Гіффорд з Ворикського університету, це відкриття може мати значний вплив на вирощування таких важливих продовольчих культур, як квасоля і горох.

На основі цього дослідження вчені тепер вивчають, як ці мікроби впливають на різні види рослин, з метою подальшого розуміння їхнього росту і стійкості до різких змін. Вони також планують працювати з сільськогосподарськими підприємствами, щоб оцінити реальний вплив використання цих бактерій як біодобрив для росту бобових.

Це захоплююче дослідження відкриває потенціал для більш екологічного і стійкого майбутнього сільського господарства. У разі успіху воно може допомогти знизити залежність від хімічних добрив, пом'якшуючи їхній негативний вплив на навколишнє середовище. Цей результат є перспективним кроком на шляху до встановлення гармонійних відносин між сільським господарством і нашою планетою.

Раніше Фокус писав про схрещування генів свині з бобами. Змінивши ДНК соєвих бобів для виробництва свинячого білка, компанія виробила продукт, багатий, фактично справжнім, свинячим білком, який стирає межі між рослиною і м'ясом.

Також Фокус писав про те, що, згідно з витоком, ЄС збиралася послабити регулювання ГМО-продукції. Експерти вважають, що пом'якшення законів про ГМО в ЄС може сприяти розвитку стійких культур, одночасно вирішуючи проблему впливу зміни клімату на виробництво продуктів харчування.